Ядерные реакторы
Информация - Безопасность жизнедеятельности
Другие материалы по предмету Безопасность жизнедеятельности
?льшой Мощности Канальный), реактор на тяжелой воде, реактор с шаровой засыпкой и газовым контуром, реактор на быстрых нейтронах. У каждого типа реактора есть особенности конструкции, отличающие его от других, хотя, безусловно, отдельные элементы конструкции могут заимствоваться из других типов. ВВЭР строились в основном на территории бывшего СССР и в Восточной Европе, реакторов типа РБМК много в России, странах Западной Европы и Юго-Восточной Азии, реакторы на тяжелой воде в основном строились в Америке. Параметры этих реакторов лучше всего представить в виде таблицы.
Параметры сравненияВВЭРРБМКРеактор на тяжелой водеТепловыделитель4.5%-й обогащенный уран2.8%-й обогащенный уран2-3%-й обогащенный уранЗамедлитель и его свойстваЛегкая вода. Очень хорошо замедляет нейтроны, очень сильно поглощает нейтроны. Очень дешева.Графит. Хорошо замедляет нейтроны, почти не поглощает нейтроны. Достаточно дешев.Тяжелая вода. Очень хорошо замедляет нейтроны, почти не поглощает нейтроны. Очень дорога в производстве.Особенности активной зоны, определяемые параметрами замедлителяТесное расположение тепловыделяющих элементов, необходимость повышенного обогащения уранаДостаточно редкое расположение тепловыделяющих элементов, возможность использования низкообогащенного урана или отработанного топлива ВВЭР Достаточно редкое расположение тепловыделяющих элементов, возможность использования низкообогащенного урана или отработанного топлива ВВЭРКоличество контуровДваОдинДваТеплоносительЛегкая вода в обоих контурах. Одновременно является замедлителем.Легкая вода. Замедляющий эффект незначителен.Тяжелая вода в первом контуре, легкая вода во втором. Тяжелая вода одновременно является замедлителем.РегулированиеРаствор борной кислоты в теплоносителе. Регулирующие стержни из бороциркониевого сплава и оксида европия.Регулирующие стержни из бороциркониевого сплава и оксида европия.Регулирующие стержни из бороциркониевого сплава и оксида европия.Перегрузки топлива1 раз в 4-6 месяцев, с полной остановкой реактора и вскрытием его корпуса. Каждый тепловыделяющий элемент переставляется внутри реактора трижды до его окончательного извлечения.В процессе работы, с помощью специальной перегрузочной машины, позволяющей перезагружать отдельные тепловыделяющие элементы. Каждый тепловыделяющий элемент переставляется внутри реактора несколько раз до его окончательного извлечения.Раз в несколько месяцев, с полной остановкой реактора.Наружный отражательНаружный металлический корпус.Графитовая кладка толщиной 65 см. Наружный корпус не обязателен, но желателен по соображениям безопасностиНаружный металлический корпус.ВВЭР
Реакторы ВВЭР являются самым распространенным типом реакторов в России. Весьма привлекательны дешевизна используемого в них теплоносителя-замедлителя и относительная безопасность в эксплуатации, несмотря на необходимость использования в этих реакторах обогащенного урана. Из самого названия реактора ВВЭР следует, что у него и замедлителем, и теплоносителем является обычная легкая вода. В качестве топлива используется обогащенный до 4.5% уран. Принципиальная схема реактора ВВЭР представлена на рис.2.
Рис.2
Как видно из схемы, он имеет два контура. Первый контур, реакторный, полностью изолирован от второго, что уменьшает радиоактивные выбросы в атмосферу. Циркуляционные насосы (насос первого контура на схеме не показан) прокачивают воду через реактор и теплообменник (питание циркуляционных насосов происходит от турбины). Вода реакторного контура находится под повышенным давлением, так что несмотря на ее высокую температуру (293 градуса - на выходе, 267 - на входе в реактор) ее закипания не происходит. Вода второго контура находится под обычным давлением, так что в теплообменнике она превращается в пар. В теплообменнике-парогенераторе теплоноситель, циркулирующий по первому контуру, отдает тепло воде второго контура. Пар, генеруемый в парогенераторе, по главным паропроводам второго контура поступает на турбины и, отдает часть своей энергии на вращение турбины, после чего поступает в конденсатор. Конденсатор, охлаждаемый водой циркуляционного контура (так сказать, третий контур), обеспечивает сбор и конденсацию отработавшего пара. Конденсат, пройдя систему подогревателей, подается снова в теплообменник.
Энергетическая мощность большинства реакторов ВВЭР в нашей стране - 1000 мегаватт (Мвт).
Рис.3
Строение активной зоны реактора ВВЭР показано на рис.3. Она имеет прочный наружный стальной корпус, могущий в случае непредвиденных обстоятельств локализовать возможную аварию. Корпус полностью заполнен водой под высоким давлением. В середине активной зоны расположены ТВС с шагом в 20-25 см. Некоторые ТВС дополнены сверху поглотителем из бороциркониевого сплава и нитрида бора и способны находится в активной зоне или бороциркониевой частью, или урановой - таким образом осуществляется регулирование цепной реакции. Вода подается в реактор снизу под давлением. Сверху реактор закрыт стальной крышкой, герметизирующей его корпус и являющейся биозащитой.
РБМК
РБМК построен по несколько другому принципу, чем ВВЭР. Прежде всего в его активной зоне происходит кипение - из реактора поступает пароводная смесь, которая, проходя через сепараторы, делится на воду, возвращающуюся на вход реактора, и пар, который идет непосредственно на турбину. Электричество, вырабатываемое турбиной, т